A.TIPE-TIPE NANOPARTIKEL PADA KOSMETIK
Nanopartikel dapat dibedakan menjadi tipe-tipe berbeda berdasarkan perbedaan pada ukuran, bentuk, material, sifat kimia dan permukaan yang beragam. Nanopartikel bersifat multi-functional yaitu dapat digunakan dalam beragam kebutuhan, diantaranya sebagai drug delivery dalam nanomedicine. Berikut adalah tipe-tipe dari nanopartikel :
1. Fullerenes
Fullerene adalah molekul yang seluruhnya tersusun atas carbon, dengan bentuk sphere berongga, ellipsoid, atau tabung. Fullerenes berbentuk sferik sering disebut sebagai buckyballs, dan fullerenes silindris disebut carbon nanotubes atau buckytubes. Struktur fullerenes sama dengan grafit,yaitu tersusun atas grapheme bertumpuk dan terhubung dengan cincin hexagonal. Megatubes memiliki diameter yang lebih besar dari nanotubes dan memiliki dinding dengan ketebalan yang berbeda sehingga potensial digunakan sebagai pembawa bagi molekul dengan ukuran yang berbeda-beda
Naahidi,et.al., 2013)
2. Solid lipid nanoparticle (SLNs)
1000 nm pada aplikasi colloid drug delivery. SLNs memiliki sifat yang unik
diantaranya ukuran yang kecil, luas permukaan yang besar, loading drug yang besar, fase interaksi antarmuka, dan memiliki potensial untuk meningkatkan performa farmasetika. Keuntungan dari nanoparticle solid lipid 9SLN) adalah penggunaan lipid fisiologis, tidak menggunakan pelarut organik pada proses preparasinya, dan memiliki spektrum aplikasi yang besar (dermal, oral, i.v.), SLNs memiliki stabilitas yang lebih baik dibandingkan liposome.
3. Liposomes
Liposome merupakan struktur vesikular dengan inti aqueous yang dikelilingi dengan lipid bilayer hidrofobik, dibuat dengan “pengusiran” phospholipid. Solut, seperti obat, dalam inti tidak dapat melewati hidrofobik bilater namun molekul hidrofobik dapat diserap kedalam bilayer, sehingga memungkinkan liposome membawa baik molekul hidrofilik maupun hidrofobik. Lipid bilayer liposome dapat berfusi dengan bilayer lain seperti memban sel, sehingga meningkatkan pelepasan isinya, membuatnya bermanfaat dalam drug delivery dan aplikasi cosmetic delivery. Ukuran liposome bervariasi, mulai 15 nm hingga beberapa μm dan dapat memiliki single layer
Naahidi,et.al., 2013)
4. Nanostructured lipid carriers (NLC)
farmasetika adalah topical drug delivery, oral, dan parenteral (subkutan atau intramuskular dan intravena). Nanopartikel LDC khususnya bermanfaat dalam administrasi obat water-soluble. Juga dimanfaatkan dalam penghantaran senyawa anti-inflamasi, preparasi kosmetik, topical cortico therapy dan meningkatkan bioavailabilitas dan kapasitas drug loading.
5. Nanoshells
Nanoshell dikenal sebagai core-shell, merupakan cores sferik senyawa tertentu (concentric particles) yang dikelilingi oleh shell atau selapis tipis material lain, dengan ketebalan 1-20 nm. Sifatnya dapat dimodifikasi dengan mengubah rasio material maupun core-to-shell. Nanoshell memiliki sifat kimia dan optikal yang sangat disukai untuk biomedical imaging dan aplikasi terapeutik. Shell berinteraksi dengan obat via gugus fungsional spesifi atau metode stabilisasi elektrostatik. Dalam aplikasi imaging, nanoshell dapat ditandai dengan antibodi spesifik untuk jaringan tumor.
6. Quantum dots (QD)
Quantum dots adalah nanokristal semikonduktor dan core-shell nanokristal. Ukuran quantum dots dapat bervariasi antara 2 hingga 10 nm, dimana setelah proses polymer encapsulation meningkat menjadi 5 – 20nm pada diameternya. Nanokristal
7. Superparamagnetic nanoparticles
Molekul superparamagnetik adalah molekul yang tertarik pada medan magnet namun tidak menyisakan sisa magnetik setelah medan dihilangkan. Nanopartikel iron oxide dengan diameter 5 -100 nm telah lama digunakan untuk selective magnetic
8. Dendrimer
Dendrimer merupakan nanostruktur unimolekular, monodisperse, micellar dan berukuran sekitar 20 nm dengan struktur cabang simetris. Struktur dendrimer terdiri atas tiga area berbeda sebagai inti, lapisan cabang yang muncul dari inti, dan gugus akhir fungsional pada lapisan luar. Dendrimeric vector paling umum digunakan sebagai injeksi parenteral, baik secara langsung ke jaringan tumor atau secara intravena melalui penghantaran sistemik. Terdapat beberapa aplikasi potensial
dendrimer dalam bidang imaging, drug delivery, gene transfection, dan non-viral gene transfer.
9. Nanoemlsi
Nanoemulsi adalah sistem penghantara obat yang terdiri dari fase minyak dan fase air dengan diameter droplet rata mulai dari 50 nm - 1000 nm. Pada umumnya, rata-rata ukuran droplet adalah 100 nm - 500 nm dan dapat membentuk nanoemulsi minyak dalam air (o/w) atau nanoemulsi air dalam minyak (w/o), di mana inti dari partikel dapat berupa minyak atau air. Nanoemulsi terbuat dari surfaktan farmasetikal yang umumnya dianggap aman (GRAS). Jenis dan konsentrasi surfaktan dalam fase air dipilih untuk memberikan stabilitas yang baik untuk mencegah coalescence. Beberapa jenis minyak alami semi sintetis dan sintetis yang digunakan dalam formulasi nanoemulsi.
Nanoteknologi mulai digunakan pada produk komsetik dan kesehatan hampir 40 tahun yang lalu yaitu penggunaan liposom pada krim pelembap. Walaupun Cosmetic Toiletry and Perfumery Association membuat perjanjian untuk tidak banyak menggunakan
nanopartikel dalam kosmetik, namun semua produk yang menggunakan nanopartikel diuji secara menyeluruh sebelum peluncuran produk. Perusahaan kosmetik membeli nanopartikel dari pemasok seperti BASF dan Kobo. Umumnya, partikel-partikel tersebut adalah
nanopigments . Nanoemulsi juga terlibat dalam beberapa produk kosmetik. Nanoemulsions adalah droplet minyak dan air yang dapat melindungi zat aktif yang kurang stabil (seperti vitamin). Industri ini menyebut mereka nanokapsul, lyphazones, dll dan nanoemulsions akan melepaskan muatan (zat aktif) saat kontak dengan kulit pada aplikasinya.
B. TOPIK : BAHAN DAN EKSIPIEN
Aplikasi teknologi nano dalam bidang farmasi mempunyai berbagai keunggulan antara lain dapat meningkatkan kelarutan senyawa, mengurangi dosis pengobatan dan meningkatkan absorbsi. Oleh karena itu, bahan nanopartikel banyak digunakan pada sistem penghantaran obat terbaru pada berbagai bentuk sediaan kosmetik dan
dermatologikal.Sifat pembawa bahan nanopartikel mempunyai berbagai keuntungan seperti mencegah hidrasi kulit, meningkatkan efek absorpsi, meningkatkan penetrasi zat aktif dan bersifat lepas terkendali (Brigger et al, 2002). Salah satu contoh bahan nanopartikel yang sering dipakai adalah nanopartikel polimer.
Polimer sintesis yang biasa digunakan sebagai bahan untuk nanopartikel polimerik antara lain poli(asam laktat) (PLA), poli(asamglikolat) (PGA), poli (asam laktat-glikolat) (PLGA), poli (metilmetakrilat) (PMMA), poli (alkilsianoakrilat) (PACA) dan poli
(metilidenmanolat) (PMM). Beberapa polimer alam juga digunakan sebagai bahan dasar pembuatan nanopartikel polimerik. Polimer alam tersebut berupa kitosan, gelatin, albumin dan natrium alginat (Rawat, et al. 2006; Delie and Blanco, 2005)
Material polimer memiliki sifat-sifat yang menguntungkan meliputi kemampuan terdegradasi dalam tubuh, modifikasi permukaan dan fungsi yang dapat disesuaikan dengan keinginan. Sistem polimerik dapat mengatur sifat farmakokinetik dari obat yang dimuatkan yang mengakibatkan obat berada pada keadaan stabil. Kelebihan-kelebihan tersebut
membuktikan bahwa nanopartikel polimerik merupakan sistem yang efektif dalam menjerat atau mengenkapsulasi obat-obat bioteknologi yang biasanya sensitif terhadap perubahan lingkungan. Nanopartikel polimerik yang mengikat peptida dapat digunakan sebagai penghantaran melalui oral yang diperpanjang dan dapat meningkatkan penyerapan dan ketersediaan hayati Keterbatasan bila memakai nanopartikel polimerik adalah
sitotoksisitasnya. Ukurannya yang kecil akan membuat makrofag memasukkannya dalam sel dan proses degradasi dalam sel dapat memberikan efek sitotoksik. Selain itu, metode
produksi dalam skala besar yang sukar dilakukan disamping usaha yang cukup besar untuk mensintesis polimer dan kopolimer yang sesuai dengan sifat hidrofob dan hidrofil dari obat (Rawat et al., 2006). Pemakaian bahan polimer yang banyak dalam kosmetik adalah kitosan, berikut penjelasannya :
Kitosan
sekaligus bahan aktif dalam formulasi sediaan topikal anti jerawat.. Dalam bentuk mikro/nanopartikel kitosan mempunyai banyak keunggulan yakni tidak toksik, stabil selama penggunaan, luas permukaan yang tinggi, serta dapat dijadikan matriks untuk berbagai jenis obat dan ekstrak tanaman (Agnihotri dkk., 2004). Oleh karena itu kitosan berpotensi untuk digunakan sebagai bahan eksipien atau pembawa sekaligus bahan aktif dalam suatu sediaan topikal.
Berikut adalah tabel pemanfaaatan kitosan dalam berbagai industri termasuk industri kosmetik yang sekarang marak digunakan :
Gelatin
Gelatin adalah salah satu bahan protein yang dapat digunakan dalam pembuatan nanopartikel. Gelatin diperoleh dari hidrolisis fibrosa, protein yang tidak larut, kolagen, yang secara luas ditemukan sebagai komponen utama dalam kulit, tulang dan jaringan ikat (Jahanshahi et al., 2008). Gelatin bersifat
biodegradable, non-toksik, dapat mudah berikatan silang dan dimodifikasi secara kimia. Oleh karena itu, gelatin mempunyai potensi sangat besar untuk digunakan dalam pembuatan sistem penyampaian obat koloidal seperti mikrosfer dan
diperoleh secara basa, yang menghasilkan perbedaan titik isoelektrik, yaitu 7-9 untuk gelatin tipe A dan 4-5 untuk gelatin tipe B (Sailaja, 2011).
Karakteristik dari gelatin adalah kandungan tinggi asam amino glisin dan prolin (terutama sebagai hidroksipropilin) dan alanin. Molekul gelatin
mengandung sekuens berulang dari triplet asam amino glisin, prolin, dan alanin, yang berperan dalam pembentukan struktur gelatin tripel heliks (Faraji et al, 2009). Struktur primer gelatin memberikan banyak kemungkinan untuk
modifikasi kimia dan pengikatan kovalen terhadap obat. Hal ini dapat dilakukan baik dalam matriks partikel atau hanya pada permukaan partikel (Jahanshahi et al., 2008). Pada kasus pertama, modifikasi kimia dilakukan pada makromolekul gelatin sebelum nanopartikel dibentuk, sementara pada kasus lain modifikasi dilakukan pada permukaan partikelnya (Faraji et al., 2009). Sifat ini yang
kemudian dikombinasikan dengan potensi tinggi sistem pembawa berukuran nano, membuat nanopartikel berbasis gelatin menjadi sistem penghantaran obat yang menjanjikan
Albumin
Albumin adalah pembawa molekular yang atraktif dan secara luas digunakan untuk pembuatan nanosfer dan nanokapsul. Hal ini dikarenakan ketersediaannya dalam bentuk murni, sifat biodegradabilitas, nontoksisitas dan
nonimunogenesitasnya Baik Bovine Serum Albumin (BSA) dan Human Serum Albumin (HSA) telah digunakan. Sebagai protein plasma yang utama, albumin mempunyai perbedaan dibandingkan bahan lain pada pembuatan nanopartikel. Dengan kata lain, nanopartikel albumin biodegradable, mudah disiapkan dalam bentuk tertentu, dan dapat membawa kelompok senyawa reaktif (tiol, amin, dan karboksilat) pada permukaannya yang dapat digunakan untuk ikatan ligan dan/atau modifikasi permukaan lain. Nanopartikel albumin memberikan keuntungan yaitu ligan dapat dengan mudah membentuk ikatan kovalen (Nagavarma et al, 2012)
Alginate
Alginatmerupakanpolisakaridaalamiyangdapatditemukanpadaspesiesalgac oklatsepertiLaminariahyperborean,Ascophyllumnodosum, danMacrocystispyrifera Keberadaannya di alamumumnyaberupagaramdariberagamkation di lautseperti Mg2+, Sr2+,Ba2+,dan Na+ (Thwala,2010). Alginatbersifatwater
solubledanmengandunggugus 1,4 yang terikatresiduasam amino a-L-guluronic and ß-Dmannuronic (Li dkk, 2008).
Alginatdalamindustrifarmasimemilikirentangpenggunaan yang sangatluaskarenakarakteristiknyayaitumukoadhesive,
biodegradabledanbiokompatibel (Li dkk, 2008),
tertentupadapenelitiandegradasiinvivoSifatmukoadhesivealginatdisebabkanolehstr tengahkondisiasam, sebaliknyakitosanmemberikandampak yang serupa di tengahkondisibasa (Thwala, 2010).
ContohPenggunaanKitosan
Nanopartikel dapat dibuat dengan menggunakan polimer. Salah satu polimer alam yang digunakan dalam pembuatan nanopartikel adalah kitosan. Pada
penelitian kali ini telah dibuat nanopartikel arbutin-kitosan dengan metode ionik gelasi karena mudah dalam penanganan dan tidak menggunakan pelarut toksik. Nanopartikel kitosan formulasi nanopartikel kitosan dengan dua variasi konsentrasi kitosan (0,005%; 0,01%) didalam larutan asam asetat 0,3%. Konsentrasi
tripolifosfat yang digunakan adalah 0,1% (b/v) serta polyvinyl pyrrolidone 1% (b/v), kelompok formula kitosan yang ditambahkan arbutin 0,05% (b/v) diharapkan terjadi penjerapan arbutin dalam matriks kitosan. Karakteriasasi ukuran
nanopartikel suspensi arbutin-kitosan dilakukan dengan menggunakan particle size analyzer (PSA), morfologi diamati dengan menggunakan SEM setelah
C. METODE PEMBUATAN NANOPARTIKEL PADA KOSMETIK
Nanopartikel sangat banyak digunakan dalam sistem penghantaran obat kosmetik dan sediaan dermal. Nanopartikel tersebut memiliki beberapa jenis yang sering digunakan dalam
kosmetik dan sediaan dermal yaitu Solid Lipid Nano Perticles, Nanostructured Lipid carrier, dan Lipid Drug Conjugates nanoparticles.
1. SOLID LIPID NANOPARTICLES (SLN)
Pada awal tahun 1990-an sebagai sistem pembawa inkonvensional seperti nanopartikel lipid padat (SLN) telah dikembangkan selama pembawa konvensional yang ada, seperti emulsi, liposom dan nanopartikel polimer sebagai penghalang koloid untuk pengiriman obat dikontrol.
Ada berbagai metode yang digunakan untuk persiapan SLN seperti: a. Hot homogenization technique
Dalam metode homogenisasi panas, obat dilarutkan atau didispersikan dalam lelehan lipid padat untuk SLN atau campuran cairan lipid (minyak) dan lelehan lipid solid untuk pembawa lipid berstruktur nano. Obat yang mengandung lelehan lipid ini kemudian dicampur dengan kecepatan tinggi diaduk dalam larutan surfaktan panas pada suhu yang sama (5- 100C di atas titik leleh lipid padat atau campuran lipid). Pra-emulsi ini kemudian dilewatkan melalui homogenizer bertekanan tinggi disesuaikan dengan suhu yang sama, umumnya menerapkan tiga siklus pada 500 bar atau dua siklus pada 800 bar. Teknik ini dapat digunakan untuk obat lipofilik dan tidak larut serta untuk obat yang sensitif panas karena waktu paparan suhu tinggi relatif singkat. Teknik ini tidak cocok untuk dimasukkan obat hidrofilik dalam nanopartikel lipid padat karena sebagian besar obat dalam air selama homogenisasi yang mengarah ke kapasitas terperangkap rendah.
b. Cold homogenization technique
Dalam metode homogenisasi dingin, mikropartikel lipid diperoleh dengan peleburan dan pendinginan berikutnya obat yang mengandung lipid mencair diikuti dengan penghancuran, penggilingan dan mendifusikannya dalam surfaktan dingin untuk mendapatkan pra-suspensi dingin dari partikel lipid mikronisasi. Suspensi ini kemudian dipaksa untuk melewati
homogenizer tekanan tinggi pada suhu kamar menggunakan biasanya 5-10 siklus pada 1500 bar.
c. Microemulsification- solidification technique
SLN juga dapat dibuat dengan microemulsifikasi inner cair lipid fase (minyak) yang terisi sebelumnya dengan obat (pada 65-700C), diikuti oleh dispersi dalam fase air dingin dengan pengadukan mekanik (2-30C). Dispersi dicuci dua kali dengan air suling dengan ultrafiltrasi. Setelah dicuci, suspensi adalah beku-kering. Diameter tahap tetesan dispersi harus selalu di bawah 100 nm. Tidak perlu energi untuk persiapan ini.
Multiple emulsion juga dapat digunakan sebagai sistem pengiriman obat terkontrol.w/o/w hangat multiple microemulsion dapat dibuat dalam dua langkah proses. SLN dapat diperoleh dengan pengadukan mekanik dengan mendispersikan emulsi beberapa mikro hangat di media berair dingin dalam rasio yang telah ditentukan diikuti dengan pencucian dengan sistem ultrafiltrasi dengan media dispersi. Beberapa emulsi memiliki ketidakstabilan intrinsik karena perpaduan dari tetesan air dalam fasa minyak, perpaduan dari tetesan minyak, dan memecah lapisan minyak pada permukaan tetesan internal.
e. Ultrasonication or High speed homogenization
SLN juga dapat dibuat dengan sonikasi atau pengadukan kecepatan tinggi. Hal ini sangat umum dan teknik yang sederhana dan dapat lebih bermanfaat dibandingkan dengan metode lain seperti homogenisasi panas dan dingin tetapi dengan kelemahan distribusi ukuran partikel yang lebih besar berkisar antara kisaran mikrometer yang mengarah ke
ketidakstabilan fisik seperti pertumbuhan partikel pada penyimpanan dan juga kontaminasi logam karena ultrasonikasi.
f. SLNs preparation using supercritical fluid
Ini adalah teknik baru untuk persiapan SLN memberikan manfaat pengolahan tanpa pelarut. Pertumbuhan yang cepat dari karbon dioksida superkritis (99,99%) solusi yang dianggap sebagai pelarut yang baik digunakan dalam pembentukan nanopartikel lipid padat. Metode ini dikenal sebagai metode RESS.
g. SLNs prepared by solvent emulsification/evaporation
Dalam metode ini, presipitasi lipid dalam fasa air pada penguapan pelarut organik bercampur air dilakukan dengan dispersi nanopartikel dalam emulsi o/w.
h. Double emulsion method
Ini adalah metode baru pembuatan nanopartikel lipid padat dimuat bagian obat hidrofilik dan didasarkan pada penguapan emulsifikasi pelarut dengan enkapsulasi obat dalam fase air luar w/o/w emulsi ganda bersama dengan penstabil untuk menghindari partisi obat untuk luar fase air selama penguapan pelarut.
i. Spray drying method
Ini adalah metode yang lebih murah daripada lyophilisation. Dalam metode ini agregasi partikel terjadi karena suhu tinggi, gaya geser dan pencairan sebagian partikel. Hasil yang paling baik diperoleh dengan konsentrasi SLN dari 1% dalam larutan trehalosa dalam air atau 20% trehalosa dalam campuran etanol-air (10/90 v/v).
kapasitas muatan obat yang buruk, profil pelepasan obat yang tidak dapat diperkirakan setelah transisi polimorfik, mengandung banyak air pada dispersinya,dan memiliki kapasitas rendah untuk memuat obat hidrofilik.
Nanopartikel lipid padat sangat banyak digunakan dalam dunia farmasi seperti pada
persiapan glukokortikoid topikal (terapi utama untuk dermatitis atopik dan dermatitis kontak) untuk memisahan efek anti-inflamasi yang diinginkan dari efek antiproliferatif yang tidak diinginkan.
2. NANOSTRUCTURED LIPID CARRIER (NLC)
Generasi kedua dari teknologi nanopartikel lipid disebut sebagai nano Lipid pembawa (NLC), partikel-partikel ini dibuat dengan menggunakan campuran lipid padat sebaiknya dalam rasio 70:30 dengan lipid cairan (minyak) dalam rasio hingga 99,9: 0.1 ; dalam campuran ini harus diamati kandungan minyak pada saat penurunan titik leleh. Total kandungan padat NLC bisa ditingkatkan hingga 95%, 75, 143. Pemikiran dasar di balik pengembangan NLCS adalah untuk meningkatkan loading bahan aktif dan untuk menghindari pengeluaran bahan aktif selama penyimpanan (dengan kasus pengecualian dari monoacid gliserida yang sangat
murni), yang dianggap terutama sebagai kelemahan dari SLN. Tergantung pada cara produksi dan komposisi campuran lipid, berbagai jenis NLC diperoleh dari bahan aktif (obat atau agen kosmetik) yang diapit diantara rantai asam lemak atau antara lapisan lipid.
3. LIPID DRUG CONJUGATES (LDC) NANOPARTICLES
Masalah utama yang terkait dengan nanopartikel lipid padat adalah rendahnya muatan kapasitas obat hidrofilik selama proses produksi karena efek partisi karena hanya obat hidrofilik yang sangat kuat dengan dosis rendah dapat dengan baik dimasukkan dalam matriks lipid padat. Untuk mengatasi kelemahan dari ini, nanopartikel LDC dengan
peningkatan beban obat hingga 33% telah dikembangkan. Selain LDC ini memiliki kelebihan lain seperti meningkatkan stabilitas obat-obatan. Kemampuan membawa obat lipofilik sama baiknya dengan kemampuan membawa obat hidrofilik, mudah untuk disterilkan, mudah untuk memvalidasi dan mendapatkan otorisasi regulasi, biodegradabilitas dan
biokompatibilitas, menghindari pelarut organik, dan juga dalam memperoleh kontrol dan pelepasan obat yang ditargetkan. LDC dapat dibuat baik oleh pembentukan garam dengan asam lemak atau dengan kovalen linkage dengan ester atau eter diikuti oleh proses
selanjutnya dengan air surfaktan misalnya Tweens menggunakan homogenisasi tekanan tinggi (HPH).
D. MEKANISME PEMBUATAN NANOPARTIKEL
digunakan untuk bahan produk massal dan besar. Nanoteknologi mecangkupi desain, produksi dan aplikasi material dalam skala atomik, molecular dan markomolekular untuk memproduksi materi nano yang baru (Hahens, et al., 2007). Nanopartikel farmasetik didefinisikan sebagai bahan pembawa solid dengan ukuran mikro (diameter kurang dari 100 nm) yang dapat bersifat biodegradable atau tidak. Nanopartikel merupakan gabungan dari nama nanosphares dan nanokapsul. Nanosphares adalah sistem matrik dimana obat terdispersi secara merata, sedangkan nanokapsul adalah system dimana obat dilingkupi oleh membrane polimer yang unik (Couvreur P et al., 1995).
Gambar 1. Perbedaan nanospheres dan nanocapsules (Yadav, Hemant K.S., et al, 2012).
Gambar 2. Dimensi nanopartikel (Morganti, P., 2010).
Pemilihan metode pembuatan nanopartikel bergantung dengan karakter fisikokimia dari polimer dan obat yang akan dimasukkan. Adapun metode yang telah dilakukan dalam pabrik (lihat gambar 3), namun yang paling banyak digunakan adalah metode double emulsion dan evaporasi serta solvent evaporation.
Gambar 3. Pemilihan metode pembuatan nanopartikel berdasarkan sifat fisiko kimia beserta hasilnya (Swarbrick, J., 2007)
Solvent evaporation (Yadav, et al., 2012 ; Pal, et al., 2011)
konsentrasi stabilizing agent, kecepatan homogenizer dan konsentrasi polimer. Untuk menghasilkan ukuran partikel kecil, sering digunakan homogenisasi berkecepatan tinggi atau ultrasonikasi.
Polimer yang digunakan dalam metode ini adalah PLA, PLGA, EC, selulosa asetat ftalat, Poli ( - kaprolakton)\(PCL), Poli ( -hidroksibutirat) (PHB).
Gambar 4: Skema teknik solvent-evaporation (Yadav, et al., 2012).
Metode Double Emulsion dan Evaporasi (Soppimath, et al., 2001; Murakami et al, 1999). Metode emulsifikasi spontan/difusi pelarut adalah hasil modifikasi dari metode penguapan pelarut. Dalam metode ini, fase minyak yang digunakan berupa pelarut yang dapat larut dengan air (aseton atau metanol) yang ditambahkan dalam pelarut organik yang tidak larut air (diklorometan atau kloroform). Karena difusi yang terjadi sepontan dari pelarut yang larut air, terbentuk turbelensi antar muka diantara dua fase sehingga membentuk partikel yang lebih kecil. Bersamaan dengan berdifusinya dengan pelarut air, ukuran partikel yan terbentuk semakin kecil.
Metode emulsifikasi menggunakan prinsip difusi antara pelarut larut air seperti aseton atau metanol dengan pelarut organik tidak larut air seperti kloroform dengan penambahan polimer. Difusi yang terjadi antara dua pelarut tersebut mengakibatkan emulsifikasi pada daerah di antara dua fase pelarut. Partikel yang berada di antara dua fase pelarut tersebut berukuran lebih kecil dari pada kedua fase pelarut itu sendiri.
Modifikasi metode emulsifikasi
agregasi partikel bahkan dalam fase organik yang mengandung polimer dalam konsentrasi tinggi, yang mengakibatkan peningkatan hasil sehingga tepat digunakan untuk skala industri. Kelebihan lainnya adalah penggunaan dari pelarut berbahaya seperti diklorometan dapat dihindari, proses pemurnian dapat disederhanakan dengan menggunakan teknik ultrafiltrasi. Prosedur yang digunakan terdiri dari 3 tahap, yaitu quasi emulsification (pelarutan polimer dalam alkohol/aseton dan pembentukan emulsi dalam air), pemurnian (menggunakan ultrafiltrasi) dan proses kering-beku.
Metode Prespitasi (Rose, R.C., et al, 2006; Gupa,R. B., dan U.B. Kompella, 2006)
Metode kopresipitasi merupakan salah satu metode sintesis senyawa anorganik yang didasarkan pada pengendapan lebih dari satu substansi secara bersama–sama ketika melewati titik jenuhnya. Kopresipitasi merupakan metode yang menjanjikan karena prosesnya menggunakan suhu rendah dan mudah untuk mengontrol ukuran partikel sehingga waktu yang dibutuhkan relatif lebih singkat. Beberapa zat yang paling umum digunakan sebagai zat pengendap dalam kopresipitasi adalah hidroksida, karbonat, sulfat dan oksalat.
Produk dari metode ini diharapkan memiliki ukuran partikel yang lebih kecil dan lebih homogen daripada metoda solid state dan ukuran partikel yang lebih besar dari pada metoda sol-gel.
Bila suatu endapan memisah dari dalam suatu larutan, endapan itu tidak selalu sempurna murninya, kemungkinan mengandung berbagai jumlah zat pengotor, bergantung pada sifat endapan dan kondisi pengendapan. Kontaminasi endapan oleh zat-zat yang secara normal larut dalam cairan induk dinamakan kopresipitasi. Kita harus membedakan dua jenis kopresipitasi yang penting. Yang pertama adalah yang berkaitan dengan adsorpsi pada permukaan partikel yang terkena larutan, dan yang kedua adalah yang sehubungan dengan oklusi zat asing sewaktu proses pertumbuhan kristal dari partikel-partikel primer.
Adsorpsi permukaan (adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida, cairan maupun gas, terikat kepada suatu padatan atau cairan (adsorben) dan akhirnya membentuk suatu lapisan tipis (adsorbat) pada permukaannya), umumnya akan paling besar pada endapan yang mirip gelatin dan paling sedikit pada endapan dengan sifat makro-kristalin yang menonjol. Endapan dengan kisi-kisi ionik nampak mengikuti aturan adsorpsi Paneth-Fajans-Hahn, yang menyatakan bahwa ion yang membentuk garam yang paling sedikit larut. Maka pada sulfat yang sedikit larut, ion kalsium lebih utama diadsorpsi ketimbang ion magnesium, karena kalsium sulfat kurang larut ketimbang magnesium sulfat. Juga perak ionida mengadsorpsi perak asetat jauh lebih kuat dibanding perak nitrat pada kondisi-kondisi yang sebanding, karena kelarutan perak asetat lebih rendah. Deformabilitas (mudahnya diubah bentuknya) ion-ion yang diadsorpsi dan disosiasi elektrolit dari senyawa yang diadsorpsi juga mempunyai pengaruh yang sangat besar, semakin kecil disosiasi senyawa maka semakin besar teradsorpsinya.
dinding kristal besar. Jika zat pengotor ini isomorf atau membentuk larutan-padat dengan endapan, jumlah kopresipitasi kemungkinan akan sangat banyak, karena tidak akan ada kecenderungan untuk menyisihkan zat pengotor sewaktu proses pematangan.
Pascapresipitasi (postpresipitasi) adalah pengendapan yang terjadi di atas permukaan endapan pertama sesudah terbentuk. Ini terjadi pada zat-zat yang sedikit larut, yang membentuk larutan lewat-jenuh, zat-zat ini umumnya mempunyai satu ion yang sama dengan salah satu ion endapan primer (endapan pertama). Maka pada pengendapan kalsium sebagai oksalat dengan adanya magnesium, magnesium oksalat berangsur-angsur memisah dari larutan dan mengendap diatas kalsium oksalat, makin lama endapan dibiarkan bersentuhan dengan larutan itu, maka makin besar sesatan yang ditimbulkan oleh penyebab ini.
Pascapresipitasi berbeda dari kopresipitasi dalam segi:
a. Kontiminasi bertambah dengan bertambah lamanya endapan dibiarkan
bersentuhan dengan cairan induk pada pascapresipitasi, tetapi biasanya berkurang pada kopresipitasi.
b. Pada pascapresipitasi, kontaminasi akan bertambah dengan semakin cepatnya larutan diaduk, baikdengan cara-cara mekanis ataupun termal. Pada kopresipitasi keadaannya umumnya adalah kebalikannya.
c. Banyaknya kontaminasi pada pascapresipitasi dapat jauh lebih besar dari pada kopresipitasi.
Kemurnian endapan
Setelah proses pengendapan masalah berikut adalah bagaimana cara mendapatkan endapan semurni mungkin untuk mendapatkan hasil analisis seteliti mungkin. Ikut sertanya pengotor pada endapan dapat dibedakan menjadi:
1. Pengendapan bersama (ko-presipitasi)
Pada proses pengotoran ini, zat pengotor mengendap bersama-sama endapan yang diinginkan. Bentuk atau macam pengendapan bersama ini dapat dibedakan:
a. Adsorpsi permukaan; zat pengotor teradsorpsi atau terserap pada permukaan endapan, peristiwa ini dapat terjadi pada endapan berbentuk jel, karena mempunyai luas permukaan cukup besar. Contoh ikut mengendapnya NaCl pada endapan AgCl. b. Inklusi isomorf; zat pengotor masuk kedalam kisi hablur endapan, dan membentuk
hablur campuran
c. Inklusi tak isomorf; zat pengotor larut dalam endapan dan membentuk lapisan endapan. Contoh : pengotoran barium sulfat oleh barium nitrat.
d. Oklusi; zat pengotor terkurung dalam hablur endapan
2. Pengendapan susulan (post presipitasi)
Proses ini berupa pengendapan zat pengotor setelah selesainya pengendapan zat yang diinginkan atau terjadinya endapan kedua pada permukaan endapan pertama. Berbeda dengan pengendapan bersama, dimana endapan dan pengotor mengendap bersama-sama. Pada proses ini senyawa yang diinginkan mengendap dulu, baru zat pengotor menyusul mengendap.Makin lama endapan dibiarkan dalam induk larutannya, makin meningkat jumlah zat pengotor menyusul mengendap.
Metode Dialisis (Yadav, et al., 2012)
Dialisis merupakan metode yang sederhana dan efektif untuk distribusi partikel yang sempit. Polimer larut dalam pelarut organic dan ditempatkan di dalam tabung dialysis dengan mengurangi berat molekul. Perpindahan pelarut diikuti oleh agregasi progresif polimer, karena hilangnya kelarutan dan pembentukan suspense homogeny dari partikel nano. Mekanisme pembentukan polymeric nanoparticles (PNP) dengan metode dialysis tidak dipahami sepenuhnya pada saat ini.
Diperkirakan mekanismenya mirip dengan nanoprecipitation. Suatu polimer dan kopolimer nanopartikel diperoleh melalui metode dialisis. Partikel nano seperti Poly(benzyl-l-Glutamate)-b-poly(ethylene oxide), Poli(lactide)-b-Poli(etilen oksida) dibuat dengan menggunakan DMF sebagai solvent. Pelarut yang digunakan mempengaruhi morfologi dan distribusi ukuran partikel nano partikel.
Metode berdasarkan osmosis menggunakan PNP alami dan sintetik. Hal ini didasarkan pada penggunaan barier fisik, khususnya membrane dialisis atau semi-permeabel membrane umum yang memungkinkan transport pasif pelarut untuk memperlambat pencampuran larutan polimer dialisis membrane mengandung larutan polimer.
Gambar 5: Skema pembuatan Osmosis polimer berbasis nanopartikel
Metode Salting Out (Pal, Sovan Lal, et al, 2011)
selanjutnya diencerkan dengan air dengan volume tertentu atau pelarut cair untuk memicu difusi pelarut kedalam fase air, yang mana dapat menginduksi pembentukan nanospheres. Parameter titik kritis bisa beragam, antara lain laju pengadukan, rasio fase dalam dan luar, konsentrasi polimer dalam fase organic, jenis dan konsentrasi elektrolit dan jenis penstabil dalam fase air. Teknik ini digunakan untuk preparasi PLA, Poly( methacrylic) acids, dan Ethyl cellulose nanospheres yang mana efikasinya tinggi dan mudah untuk ditingkatkan jumlahnya. Dalam metode ini tidak diperlukan peningkatan temperatur, sehingga sangat bermanfaat ketika menggunakan bahan-bahan yang tidak tahan dengan suhu tinggi.
Gambar 6. Skema metode salting-out (Yadav, et al., 2012).
Preparasi nanopartikel dengan polimerisasi monomer (Yadav, et al., 2012)
Untuk mencapai sifat yang diinginkan untuk aplikasi tertentu, polimer nanopartikel
yang sesuai harus dirancang, yang dapat dilakukan selama polimerisasi monomer.
Polimerisasi Emulsi (Yadav, et al., 2012)
Kemungkinan lain, molekul monomer dapat berubah menginisiasi radikal dengan radiasi berenergi tinggi, termasuk g-radiasi, atau ultraviolet atau sinar tampak yang kuat. Pertumbuhan rantai dimulai ketika ion monomer dimulai atau radikal monomer bertabrakan dengan molekul monomer lainnya sesuai dengan mekanisme polimerisasi anionik. Fase Pemisahan dan pembentukan partikel padat dapat terjadi sebelum atau setelah terminasi reaksi polimerisasi.
Polimerisasi Miniemulsi (Yadav, et al., 2012)
Publikasi pada polimerisasi mini-emulsi dan pengembangan berbagai bahan polimer yang berguna baru-baru ini meningkat secara substansial. Formulasi khas digunakan dalam mini polimerisasi emulsi terdiri dari air, campuran monomer, co-stabilizer, surfaktan, dan inisiator. Perbedaan utama antara polimerisasi emulsi dan mini-polimerisasi emulsi adalah pemanfaatan senyawa massa molekul rendah sebagai co-stabilizer dan juga penggunaan perangkat high-shear (ultrasound, dll). Mini-emulsi yang stabil, membutuhkan high-shear untuk mencapai keadaan yang stabil dan memiliki tegangan antar permukaan jauh lebih besar daripada nol.
Polimerisasi Micro-emulsi (Yadav, et al., 2012)
polimerisasi Micro-emulsi merupakan pendekatan baru dan efektif untuk mempersiapkan partikel polimer nanosized dan telah menarik perhatian secara signifikan. Meskipun emulsi dan mikro-polimerisasi emulsi hampir mirip karena kedua metode dapat menghasilkan partikel koloid polimer massa molar tinggi, keduanya sama sekali berbeda jika dibandingkan secara kinetik. Kedua ukuran partikel dan jumlah rata-rata per rantai partikel yang jauh lebih kecil pada polimerisasi mikro-emulsi. Dalam polimerisasi mikro-emulsi, inisiator, biasanya larut dalam air (water-soluble), ditambahkan ke fase air (aqueous phase) dari mikro-emulsi yang stabil secara termodinamika mengandung swollen misel. Polimerisasi dimulai dari termodinamika stabil, secara spontan membentuk kelompok dan bergantung pada jumlah yang tinggi pada sistem surfaktan, yang memiliki tegangan antar permukaan pada antar permukaan minyak/air mendekati nol. Selanjutnya, partikel secara semupurn tertutup dengan surfaktan karena pemanfaatan jumlah yang tinggi dari surfaktan. Awalnya, rantai polimer yang terbentuk hanya dalam beberapa droplet, sebagai inisiasi tidak dapat dicapai secara bersamaan pada semua microdroplets. Kemudian, pengaruh osmotik dan elastis rantai mempengaruhi kerapuhan mikro-emulsi dan biasanya menyebabkan peningkatan ukuran partikel, pembentukan misel kosong, dan nukleasi sekunder. Lateks berukuran sangat kecil, 5-50nm, berdampingan dengan mayoritas misel kosong dalam produk akhir. Jenis inisiator dan konsentrasi, surfaktan, monomer dan suhu reaksi merupakan beberapa faktor penting yang mempengaruhi kinetika polimerisasi mikro-emulsi dan sifat PNP.
Merupakan salah satu metode yang kuat digunakan untuk pembuatan polimer nanopartikel. Ini melibatkan langkah polimerisasi dua monomer reaktif atau agen, yang dilarutkan masing-masing dalam dua fase (yaitu, -continuous dan fase-dispersi), dan reaksi berlangsung pada antar permukaan dari dua cairan. Partikel polimer berongga nanometer-sized yang disintesis dengan menggunakan reaksi silang antarmuka sebagai polyaddition dan polikondensasi atau polimerisasi radikal. Nanocapsules yang mengandung minyak diperoleh dari polimerisasi monomer pada antarmuka mikro emulsi minyak/air dari oil-in-water mikro-emulsi yang sangat baik. Pelarut organik, yang benar-benar larut dalam air, digunakan sebagai pembawa monomer dan polimerisasi monomer antarmuka yang diyakini terjadi pada permukaan droplet minyak yang terbentuk selama emulsifikasi. Untuk membantu pembentukan nanocapsule, penggunaan pelarut aprotik, direkomendasikan seperti aseton dan asetonitril. Pelarut protik, seperti etanol, n-butanol dan isopropanol, diketahui sebagai penginduksi pembentukan nanospheres disamping nanocapsules. Kemungkinan lain, nanocapsules mengandung yang air (water-containing nanocapsules) dapat diperoleh oleh polimerisasi monomer antar muka dalam mikro-emulsi air dalam minyak. Dalam sistem ini, polimer terbentuk secara lokal pada antarmuka water-oil dan diendapkan untuk menghasilkan shell nanocapsule.
Polimerisasi Controlled/living radical (C/LRP) (Yadav, et al., 2012)
Keterbatasan utama dari polimerisasi radikal termasuk kurangnya kontrol atas massa molar, distribusi massa molar, fungsi akhir dan arsitektur makromolekul. Keterbatasan disebabkan oleh reaksi cepat terminasi yang tidak dapat dihindari. Baru-baru ini banyak muncul yang disebut proses controled atau 'living' polimerisasi radikal (C/LRP) yang telah membuka area baru menggunakan teknik polimerisasi lama. Faktor yang paling penting yang berkontribusi pada tren proses C/LRP ini meningkatnya kepedulian lingkungan dan pertumbuhan tajam pada aplikasi farmasi dan medis untuk polimer hidrofilik. Faktor-faktor tersebut telah melahirkan "green chemistry" dan menciptakan permintaan untuk lingkungan dan pelarut kimia yang ramah seperti air dan supercritical karbon dioksida. Industri polimerisasi radikal secara luas dilakukan dalam sistem aqueous dispersi dan khususnya dalam emulsi polimerisasi. Tujuan utamanya adalah untuk mengontrol karakteristik polimer dalam hal massa molar, distribusi massa molar, arsitektur dan fungsi. Pelaksanaan C/LRP penting dalam industri sistem aqueous dispersi, sehingga pembentukan nanopartikel polimer dengan ukuran partikel yang tepat dan kontrol distribusi ukuran, sangat penting untuk keberhasilan komersial masa depan dari C/LRP. Di antara yang tersedia untuk dikendalikan / metode living polimerisasi radikal dan metode yang sukses dipelajari secara ekstensif adalah:
1) nitroxide-mediated polimerisasi (NMP),
2) polimerisasi radikal transfer atom (ATRP) dan
Sifat dan konsentrasi kontrol agen, monomer, inisiator dan tipe emulsi (terlepas dari suhu) sangat penting dalam menentukan ukuran PNPS. Dari jumlah tersebut, sifat kontrol agen sangat penting dalam menentukan ukuran partikel produk akhir.
Ionic gelation or coacervation of hydrophilic polymers (Yadav, et al., 2012)
Nanopartikel polimer dibuat dengan menggunakan biodegradable polimer hidrofilik seperti kitosan, gelatin dan natrium alginat. Calvo dan co-workers mengembangkan metode untuk preparasi nanopartikel kitosan hidrofilik dengan gelasi ionik. Amir Dustgani et al. disiapkan Deksametason Natrium Fosfat berisi kitosan nanopartikel dengan metode gelasi ionik. Metode ini melibatkan campuran dua fasa air, yang satu adalah kitosan polimer, di-block co-polymer etilen oksida atau propilena oksida (PEO-PPO) dan yang lainnya merupakan poli anion natrium tripolifosfat. Dalam metode ini, muatan positif gugus amino kitosan berinteraksi dengan muatan negative tripolifosfatuntuk membentuk coacervates berukuran kisaran nanometer. Coacervates terbentuk sebagai hasil dari interaksi elektrostatik antara dua fasa air, sedangkan, gelasi ion melibatkan bahan yang mengalami transisi dari cairan gel karena kondisi interaksi ionik.
Gambar 8. Skema metode ionic gelation (Yadav, et al., 2012).
E. MACAM-MACAM SEDIAAN NANOPARTIKEL PADA KOSMETIK
dan NLC memegang peranan penting karena ukurannya yamg submikron (Souto and Muller, 2008).
Suatu penelitian membandingkan keuntungan dari Solid Lipid Nanoparticles (SLN) dan Nanostructure Lipid Carriers (NLC) dalam bidang kosmetik dimana pengguan
nanopartikel lipid ini menunjukkan keuntungan lebih unggul sebagai bentuk penghantaran topikal dibandingkan dengan penghantaran obat koloid topikal lain yang masih bersifat konvensional (Souto and Muller, 2008).
Berbeda dengan liposom dan nanoemulsi, pada nanopartikel lipid tidak membutuhkan pengembangan produk secara keseluruhan. Hal ini karena lipid nanopartikel memiliki
stabilitas fisik dan kompatibilitas dengan bahan lainnya sehingga dapat ditambahkan pada formulasi yang telah ada tanpa menimbulkan masalah. SLN dan NLC ini dapat mengontrol penetrasi kulit beberapa zat aktif. Selain itu, keduanya tidak menunjukkan efek toksik, dan karena itu dapat digunakan secara aman dalam dermatologis dan preparasi kosmetik untuk mencapai fitur yang berbeda. Keuntungan yang nyata dari pengunaan nanopartikel lipid adalah bahwasannya produk ini tidak menggunakan parafin sperti pada produk-produk konvensional, hidrasi dapat ditingkatkan karena retensi air pada stratum korneum membuat kulit menjadi tampak lembut dan lentur, selaian itu sebuah lapisan film yang fleksibel dapat terbentuk dari sistem penghantaran partikel lipid yang teribentuk dan tidak seperti lapisan film keras yang dihasilkan oleh parafin padat pada permukaan kulit (Souto and Muller, 2008)
Solid lipid nanoparticles (SLN) adalah suatu sistem penghantaran obat koloid dengan banyak manfaat pada penggunaannya dalam kosmetik dan secara dermatologis, seperti meningkatkan hidrasi kulit, perlindungan terhadap degradasi kimia, peningkatan penetrasi zat aktif, dan dapat dibuat dalam sistem controlled release. Sedangkan nanostructured lipid carriers (NLC) adalah campuran antara lipid padat dan cair, di mana fase lipid cair terjebak di dalam matriks lipid padat (Bhumika and Sharma, 2012).
a. SLN
SLN berbentuk spheric dengan ukuran partikel 1000 nm hingga 20 nm. Nanopartikel terbentuk dari satu lapisan kulit dan inti dari nanopartikel adalah bahan yang secara natural bersifat minyak atau lipid. Tipe dari SLN tergantung dari sifat kimia dari zat aktif dan lipid, kelarutan zat aktif dalam lipid cair, sifat dan konsentrasi dari surfaktan, tipe produksi (panas vs dingin HPH), dan temperatur produksi. Berikut adalah tiga model yang telah diusulkan (Thassuet all., 2007) :
a. SLN tipe I atau model matriks homogenous b. SLN tipe II atau model drug-enriched shell c. SLN tipe III atau model drug-enriched core
meminimalkan molekul zat aktif pada bagian yang berbeda dari nanopartikel lipid. Model ini sesuai untuk obat yang perilisannya diperlama dari partikel (Thassu et all., 2007).
SLN tipe II atau model drug-enriched shell didapatkan ketika SLN diproduksi dengan teknik HPH panas dan konsentrasi zat aktif dalam lipid yang mencair rendah. Selama proses pendinginan yang cepat dari nanoemulsi panas o/w, lipid akan mengalami
presipitasi lebih dahulu membentuk inti dan terjadi peningkatan konsentrasi molekul zat aktif pada bagian luar cairan lipid. Pendinginan yang sempurna menyebabkan presipitasi dari drug-enriched shell. Model struktural ini sesuai untuk obat yang perilisannya cepat dengan peningkatan penetrasi obat (Thassu et all., 2007).
SLN tipe III atau model drug-enriched core didapatkan ketika mekanisme rekristalisasi berkebalikan dengan yang dideskripsikan pada model drug-enriched shell. Morfologi ini dicapai ketika obat memiliki kecenderungan untuk mengkristal sebelum lipid. Obat dilarutkan dalam cairan lipid dekat dengan titik jenuh kelarutannya. Kemudian,
pendinginan dari emulsi lipid menyebabkan super-saturasi dari obat dalam cairan lipid yang menyebabkan rekristalisasi obat sebelum rekristalisasi lipid. Pendinginan lebih jauh lagi menyebabkan rekristalisasi lipid yang membentuk membran disekitar inti drug-enriched yang sudah mengkristal. Model struktural ini sesuai untuk obat yang
membutuhkan perilisan diperlama selama periode waktu tertentu yang diatur oleh hukum difusi Fick (Thassu, et all., 2007).
Gambar 1. Tipe dasar dari SLN (Thassu et all., 2007)
Produk SLN topikal memberikan potensi yang sama pada formulasi obat maupun kosmetika. Beberapa pengaruh yang menyebabkan SLN cukup menjanjikan sebagai pembawa untuk aplikasi topikal adalah sebagai berikut (Indu dan Agrawal, 2007) : 1. Perlindungan dari senyawa labil terhadap degradasi. Senyawa seperti retinol,
tocopherol dan koenzim Q10 telah terbukti berhasil jika diformulasikan dalam bentuk SLN.
2. Berdasarkan tipe SLN, efek controlled release dan sustained release dari suatu obat dapat diatur formulasinya.
4. Iritasi karena penggunaan sunscreen dapat dihindari atau diminimalisasi dengan menjebak partikel bahan aktif sunscreen ke dalam matriks SLN. Selain itu, sistem penghantaran SLN juga memiliki efek protektif terhadap sinar UV.
5. Stabilitas nanopartikel telah membuat SLN menjadi pilihan sebagai formulator kosmetik, khususnya pada produk skin care. Beberapa produsen skin care telah menggunakan nanopartikel untuk menghantarkan formula antiaging ke dalam kulit karena SLN memiliki efektivitas yang lebih tinggi, efisien dan efek yang bertahan lebih lama. Selain dalam formulasi antiaging, SLN juga digunakan dalam penghantaran sunscreen. Zinc oksida merupakan bahan sunscreen yang baik namun memiliki karakteristik meninggalkan bekas lapisan putih pada kulit. Dengan mengembangkan bahan ini ke dalam nanopartikel, sunscreen dapat dibuat menjadi lebih mudah
digunakan karena penyebarannya pada kulit menjadi lebih baik, lebih efisien dan tidak meninggalkan bekas.
b. NLC
NLC atau nanostructured lipid carriers adalah suatu sistem penghantaran yang yang terdiri dari lipid berbentuk padat dan lipid berbentuk cair seebagai matriks inti. NLC memiliki beberapa keuntungan dibandingkan sistem penghantaran obat yang masih konvensional yaitu dapat meningkatkan kelarutan, dapat meningkatkan stabilitas obat ketika dilakukan penyimpanan, meningkatkan permeabilitas dan bioavalibilitas, mengurangi efek samping, mempelama waktu paruh, dan penghantaran obat menjadi tertarget (Fang et al., 2013).
Seperti SLN, NLC juga memiliki tiga morfologi yang berbeda tergantung dari lokasi molekul obat (Thassu, et all., 2007):
a. NLC tipe I atau tipe imperfect crystal b. NLC tipe II atau tipe multiple
c. NLC tipe III atau tipe amorphous
NLC tipe I atau imperfect crystal memiliki struktur matriks padat yang tidak sempurna. Ketidaksempurnaan ini dapat ditingkatkan dengan menggunakan komposisi gliserida dari asam lemak yang berbeda. Akomodasi obat yang baik dapat dicapai dengan meningkatkan angka ketidaksempurnaan. Untuk mencapai ketidaksempurnaan maksimal, daripada hanya menggunakan padatan lipid saja, tipe NLC yang tidak sempurna dapat dipreparasi dengan mencampur berbagai lipid yang menghasilkan ketidaksempurnaan dalam kisi-kisi kristal. Kristal tersebut akan mengakomodasi molekul obat lebih banyak baik dalam bentuk molekular atau sebagai amorf. Campuran gliserida dengan variasi rantai asam lemak membentuk matriks padat dengan jarak yang bervariasi. Penambahan sejumlah cairan lipid akan meningkatkan drug-loading lebih jauh lagi (Thassu, et all., 2007).
NLC tipe II adalah tipe minyak dalam lipid dalam air. Kelarutan obat lipofil lebih tinggi dalam minyak daripada dalam padatan lipid. Prinsip ini digunakan dalam
mengembangkan NLC tipe multiple. Dalam tipe NLC ini jumlah minyak yang lebih besar dicampur dalam padatan lipid. Pada konsentrasi yang rendah, molekul minyak mudah terdispersi ke dalam matriks lipid. Penambahan minyak dalam jumlah berlebih
dikelilingi oleh matriks padatan lipid. Model ini sesuai untuk perilisan obat terkontrol dan matriks lipid mencegah kebocoran obat. Obat lipofil dapat dilarutkan dalam minyak dan NLC tipe multiple dapat dibentuk selama proses pendinginan dari homogenisasi panas (Thassu, et all., 2007).
Gambar 2. Tipe dasar dari NLC (Thassu, et all., 2007)
Penggabungan SLN dan NLC ke dalam preparasi semisolid
Penggabungan SLN atau NLC dalam sediaan krim terdiri dari penambahan
nanopartikel lipid sebagai dispersi dengan konsentrasi tinggi, yaitu 50% kandungan partikel padat dalam preparasi krim o/w yang dibuat baru atau selama proses produksi krim. Dalam kasus pertama, sebagaian air dalam formulasi krim diganti dengan dispersi SLN atau NLC yang terkonsentrasi tinggi dan proses produksi selanjutnya dapat dilaksanakan secara normal. Nanopartikel lipid cukup distabilkan untuk mencegah koalesens dengan droplet minyak pada emulsi. Jika proses produksi emulsi dilakukan pada temperatur yang lebih tinggi dari titik leleh nanopartikel lipid, nanopartikel lipid nantinya akan mencair, tetapi akan terjadi rekristalisasi selama proses pendinginan pada tahap akhir. Dalam kasus pendekatan yang kedua, krim diprosuksi seperti biasa, tetapi dengan pengurangan kandungan air untuk mengkompensasi penambahan air dengan dispersi SLN atau NLC. Setelah produksi krim, dispersi SLN atau NLC terkonsentrasi ditambahkan dengan pengadukan pada temperatur ruang. Proses ini menghindari pelelehan nanopartikel yang juga berarti menghindari perubahan struktur internal partikel yang tidak diinginkan (Thassu, et all., 2007).
Jika penambahan SLN atau NLC ditujukan untuk hidrogel, prosedurnya lebih sederhana. Hidrogel dapat dipreparasi sebelumnya dan setelah itu dispersi SLN atau NLC dapat dilarutkan dalam formulasi semisolid (Thassu, et all., 2007).
Aplikasi SLN dan NLC Pada Kosmetik
SLN dan NLC sebagai pembawa topikal pada sediaan sunscreen, antiacne, dan antiaging
Nanopartikel lipid terbukti memiliki efek sinergis untuk menghamburkan sinar UV jika digunakan sebagai pembawa pada molekular sunscreen. Keuntungan yang dapat diambil dari observasi ini adalah kemungkinan pengurangan konsentrasi dari molekular sunscreen, akibatnya potensi efek samping, serta seperti biaya formulasi sunscreen yang mahal. Selain itu, nanopartikel lipid dapat dieksplorasi untuk memformulasi produk sunscreen dengan nilai Sun Protecting Factor (SPF) rendah sampai sedang (Souto and Muller, 2008).
Kapasitas pemuatan nanopartikel lipid terutama tergantung pada miscibility dari zat aktif aktif di lipid yang dipilih pada proses produksi. Hal ini dapat berkisar sekitar 4% (contoh : asam ferulat), 25% (contoh : tocopherol), atau bahkan sampai 50% dan lebih, pada zat aktif lipoflik dengan kelarutan baik (contoh : tocopherol dan koenzim Q10). 'Super-loaded' NLC dikembangkan memiliki loading tabir surya sebanyak 70%. Hal ini dicapai dengan menggunakan cairan tabir surya sebagai komponen minyak dalam perumusan NLC, dan setil palmitat ditambahkan untuk membuat matriks padat (Souto and Muller, 2008).
nanopartikel lipid di bidang antiaging. Dan juga di Barcelona pada April 2006 perusahaan Chemisches Laboratorium Dr. Kurt Richter GmbH (CLR / Berlin, Jerman) telah mencapai pasar kosmetik dengan formulasi konsentrat NLC [NanoLipid Q10 CLR dan NanoLipid Restore CLR (Dr. Kurt Richter Laboratorien GmbH, Berlin, Jerman)] (Souto and Muller, 2008).
Beberapa produsen skin care telah menggunakan nanopartikel untuk menghantarkan formula antiaging ke dalam kulit karena SLN memiliki efektivitas yang lebih tinggi, efisien dan efek yang bertahan lebih lama. Selain dalam formulasi antiaging. Alpha-lipoic acid dikemas dalam formulasi SLN dan NLC menunjukkan aktivitas antioksidan pada tingkat yang sama yaitu 0,01-10 µm dengan alpha lipoic murni dengan sitotoksisitas sel rendah dan stabilitas fisik yang baik. Produk yang tersedia secara komersial pada saat ini adalah krim NanoRepair Q10® dan serum NanoRepair Q10® (Jerman), yang diperkenalkan ke pasar kosmetik pada Oktober 2005 silam, dengan adanya produk ini melambangkan keberhasilan dari teknologi NLC (Bhumika dan Sharma, 2012)
Melalui aplikasi pertama dari teknologi NLC untuk enkapsulasi bahan aktif lipofilik, sistem transpor SLN (Nanopearls®) yang mengandung Q10 kemudian mulai dikembangkan juga. Dengan sistem penghantaran ini, efek suplai energi dan antioksian dapat dihasilkan dengan sempurna untuk melawan penuaan kulit dini serta juga dapat memberikan efek penghambatan enzim degradasi kolagen dan elastis (Bumika dan Sharma, 2012).
Kelenjar sebaseus adalah komponen utama dari unit pilosebaceous yang membuka ke kanal folikel rambut yang menjadi target untuk penanganan masalah jerawat. Penggunaan aplikasi nanopartikel pada antiagne seperti benzoil peroksida (BP) microsphere krim 5,5% (NeoBenz Micro ® berdasarkan studi klinis menunjukkan tingkat toleransi yang tinggi terhadap kulit dan tingkat kepuasan pasien yang baik setelah penggunannya (Bangale et al, 2012).
SLN dan NLC sebagai pembawa topikal untuk parfum, wewangian dan repellents (anti serangga)
F. EVALUASI NANOPARTIKEL PADA KOSMETIK Berbagaisediaannanopartikel yang
telahdibuatdilakukanevaluasiuntukmenentukankarakteristiknanopartikel yang
telahtebentuk.Karakterisasiyang dilakukanumumnyaadalahmenetukanukuranpartikel (PS), nilaipolydispersity (PDI), zeta potential (ZP), entrapment efficiency, scanning electron microscopy (SEM), percentage yield (Musmade, et al, 2013).
1) Ukuranpartikel
Parameter inidianalisisdenganmenggunakanZetasizer Nano ZS (Malvern Instrumen Ltd, UK) instrumenmemanfaatkanteknikhamburancahayadinamis /
DynamicLightScattering (DLS).Ukurannanopartikel yang diharapakandalampembuatannyaadalah<100 nm.
DLS digunakan untuk mengukur ukuran partikel biasanya di daerah sub mikron, juga disebut sebagai Photon Correlation Spectroscopy atau Quasi-Elastic Light Scattering.
Cara kerjanya adalah partikel tersuspensi dalam cairan menjalani Gerak Brown. Semakin besar partikel, semakin lambat gerak Brown akan. DLS memonitor Gerak Brown dengan hamburan cahaya. Fungsi lain dari DLS adalah untuk mengukur zetapotential partikel dan mengukur atau memperkirakan berat molekul senyawa organik.
Pengukuran DLS : kecepatan di mana partikel menyebarkan akibat gerak Brown diukur dengan merekam tingkat di mana intensitas cahaya yang tersebar berfluktuasi.
1. mengganggu dan membatalkan satu sama lain 2. mengganggu dan meningkatkan satu sama lain
Gambar 1. Pengukuran DLS (Musmade, et al, 2013). 1
Gambar 2. Grafik Pengukuran DLS (Musmade, et al, 2013).
Prinsip DLS
Ukuran partikel diberikan dalam radius hidrodinamik. Hidrodinamika Radius adalah diameter sphere yang memiliki koefisien difusi translasi yang sama seperti partikel.
Persamaan Stokes-Einstein
2) Potensial zeta
Analisis Potensial zeta adalah teknik untuk menentukan muatan permukaan
Lapisan ganda ion bersama dengan nanopartikel berdifusi seluruh solusi (Sepertipadagambar).
Potensial listrik pada batas lapisan ganda dikenal sebagai potensi Zeta dari partikel dan memiliki nilai-nilai yang biasanya berkisar dari 100 mV sampai - 100 mV. Besarnya potensi zeta dapatmemprediksi stabilitas koloid. Nanopartikel dengan nilai Potensi Zeta lebihbesar dari +25 mV atau kurang dari -25 mV biasanya memiliki derajatstabilitas tinggi. Dispersi dengan nilai potensial zeta rendah akanmenghasilkan agregat karenaatraksi Van Der Waal antar-partikel (Ronson, 2012).
Dalamteknikini, tegangandialirkan di sepasangelektrodapadakeduaujungsel yang mengandungdispersipartikel.Partikelbermuatantertarikkeelektroda yang
memilikibermuatansebaliknyadankecepatanmerekadiukurdandinyatakandalamsatuank ekuatanmedanmobilitaselektroforesis. SuspensisiapdiencerkandalamMilli-Q air danditempatkandalamselpengukuranuntukanalisi.
Sampel idealanalisispotensial zetaadalah(Ronson, 2012): o Ukuranseragam
o Padakonsentrasicukuptinggiuntuksecaraefektifmenghamburkancahaya 633 nm o Memilikikonsentrasigaram yank rendah (konduktivitas<1 mS / cm)
o Apakahtergantung di, dispersant kutubpartikulat (misalnya air kemurniantinggi)
3) Scanning Electron Microscopy (SEM)
Bentukdanpermukaankarakteristiknanopartikeldipelajariolehpemindaianmikroskop electron atau Scanning Electron Microscopy (SEM)
salahsatucontohnyaadalahdenganalat JSM-T20 dari Kyoto,
Jepang.Sampelnanopartikeldipasangpadalogam (aluminium) bertopik, menggunakanduasisipita
karbonperekatdandipotongdengansilet.Sampeldilapisidenganpercikanemas / palladium selama 120 detikpada 14 mA di bawahatmosfer argon
untukelektronsekunder yang memancarkan SEM
4) Percentage yield
Keefesiensian nanopartikel dapat dihitung dengan menghitung persentase nanopartikel dengan membandingkan jumlah total obat dan polimer dalam formula.Nanopartikel disimpan pada suhu ruangan selama 24 jam. Kemudian, nanopatikel disentrifugasi (16.000xg, 30 menit, 15oC) untuk dipisahkan dengan supernatannya. Supernatan dianalisis dengan spektrofotometer UV-VIS.Berikut merupakan rumus persentase nanopartikel (Nesalin, et al, 2009):
� ��� � = � �� � ���
� � � �+ � 100%
5) Polydispersity
Polydispersity faktor (atau ) merupakan pengukuran distribusi dari
relaxation times pada saat average time τ. Untuk nilai polydispersity yang kecil,nilai =1 dan distribusi relaxation timesyang dipusatkan pada τ cenderunglebih kecil. Dengan kata lain, kondisi inimenunjukkan bahwa nilai relaxationsdisekitar τ adalah besar.
Polydispersity Molekul
Faktor polydispersity molekul yang mempunyai nilai 0< <1
merupakanpengukuran dari sejumlah tipe yangberbeda dari molekul atau rantai polimeryang ada pada curing thermoset. Nilai =1 mempunyai arti bahwa semua jenismolekul adalah mirip. Dengan kata laindapat dikatakan bahwa semakin nilai sama dengan 0, maka perbedaan tipe darimolekul akan ditampilkan dalam bentuk mixture.
Indeks polidispersitas (PDI) adalah jumlah yang dihitung dari dua parameter yang sederhana untuk data korelasi yang disebut analisis cumulants. Indeks
Polidispersitas adalah berdimensi dan berskala sehingga nilai yang lebih kecil dari 0,05 jarang terlihat. Berbagai algoritma distribusi ukuran bekerja dengan data yang jatuh di antara dua nilai yang berbeda jauh. Nilai maksimum terbatas pada 1,0. Nilai PDI dari 1 menunjukkan bahwa sampel memiliki distribusi ukuran yang sangat luas dan dapat mengandung partikel besar atau agregat yang bisa perlahan mengalami sedimentasi. Jika hal ini terjadi, sampel mungkin tidak cocok untuk pengukuran DLS. Indeks bias hanya diperlukan jika transformasi dilakukan. Jadi ukuran-Z rata-rata dan distribusi intensitas tidak memerlukan nilai ini, hanya transformasi volume dan no
mor distribusi tidak.
G. NANO PARTIKEL SEBAGAI ANTI-ACNE Pendahuluan
beberapa bakteri penyebab jerawat seperti Propionibacterium acnes, Propionibacterium granulosum, Staphylococcus epidermidis serta Malassezia furfur, dan jika kondisi
memungkinkan bakteri tersebut dapat berproliferasi secara cepat dan memicu tumbuhnya jerawat (Chomnawang, et al., 2005). Senyawa kimia jenis antibiotik seperti clindamycin dan tetracyclin telah lama digunakan untuk mengatasi jerawat, tetapi terkadang ada efek samping berupa iritasi kulit dan gangguan kesehatan lainnya sehingga penggunaanya dibatasi.
Dengan sentuhan teknologi nano diharapkan zat aktif akan mampu menembus lapisan dermis dari kulit. Pemilihan produk perawatan wajah dan kosmetik yang baik harus
mempunyai kemampuan menembus lapisan kulit sampai ke lapisan dermis, karena pada lapisan ini banyak pembuluh darah yang memberi nutrisi dan menjaga keseimbangan proses regenerasi kulit. Kosmetik yang hanya mampu bekerja di lapisan epidermis tidak banyak memperbaiki keadaan kulit wajah, karena bekerja di lapisan sel kulit mati yang sudah pasti akan terangkat dalam hitungan hari. Selain itu lapisan kulit terutama lapisan tanduk yang merupakan bagian dari lapisan epidermis bersifat selektif dalam memilih senyawa-senyawa tertentu untuk dapat masuk ke lapisan lebih dalam atau lapisan dermis, sehingga tidak semua produk perawatan wajah memiliki senyawa yang mampu menembus lapisan ini.
Salah satu contoh penelitian mengenai aplikasi nanopartikel pada terapi anti acne adalah sintesis nanopartikel kitosan-ekstrak kulit buah manggis dan khasiat antimikrobanya terhadap Propionibacterium acnes. Diharapkan penyediaan dan penggunaan nanopartikel kitosan - ekstrak kulit buah manggis yang mensinergiskan efek wound healing dari kitosan serta efek antibakteri dan antiinflamasi dari kulit buah manggis yang diproses menggunakan teknologi nano akan memberikan efek penyembuhan jerawat lebih baik. Hasil uji aktivitas anti mikroba dari contoh sediaan antiacne dengan bahan aktif nanopartikel kitosan – ekstrak kulit buah manggis menunjukkan bahwa sediaan dengan konsentrasi bahan aktif 1 – 2 % mampu menghambat pertumbuhan mikroba Propionibacterium acnes setara dengan salah satu sampel sediaan antiacne yang ada di pasar yang berbahan aktif antibiotik (Rismana, dkk., 2013).
Perbandingan aktivitas anti acne nanopartikel kitosan ekstrak G. mangostana-C. asiatica dengan antibiotik dan ekstrak tanaman lain
(ketumbar) sebagai bahan aktif sediaan anti acne dengan daya hambat 31,4 mm maka daya hambat kitosan/ekstrak G. mangostana-C.asiatica adalah lebih rendah. Dan bila
dibandingkan dengan hasil penelitian Hadawiyah R yang menggunakan bahan aktif 20% ekstrak etanol belimbing wuluh dan Rasheed, dkk yang menggunakan campuran ekstrak Andrographis paniculata, Glycyrrhiza glabra, Ocimum sanctum, Azadiracta indica, dan teh hijau masing–masing dengan aktivitas daya hambat 15 mm dan 21 mm, maka aktivitas kitosan/ekstrak G. mangstana-C. asiatica adalah lebih kuat (Rismana, dkk., 2013).
Aktivitas Antimikroba pada Nanopartikel Kitosan-Alginat
Tujuan utama dari pengobatan jerawat adalah resolusi lesi inflamasi, mencegah
formasi komedo yang akan datang, dan pencegahan inflamasi yang persisten. Oleh karena itu, untuk terapi jerawat, agen dengan dua sifat antimikroba dan antiinflamasi sangatlah efektif. Kitosan telah menunjukkan aktivitas antimikroba terhadap berbagai patogen, termasuk Staphylococcus aureus, nanopartikel (NP) Kitosan-Alginat telah dievaluasi aktivitasnya sebagai antimikrobanya untuk melawan bakteri kutan paling sering dijumpai yakni P. Acnes (Friedman, et al., 2012).
Untuk mensintesis nanopartikel yang nontoksik, biodegradable, dan yang dapat digunakan untuk pengobatan infeksi kulit, lebih dipilih turunan dari biostruktural crustacean shell polymer chitin, kitosan, dan dengan agen termal yang banyak dikenal sebagai
pembentuk gel yang stabil yaitu alginat. Sintesis yang dari nanopartikel kitosan-alginat yang dibuktikan berhasil menggunakan visualisasi mikroskop elektron transmisi (TEM), yang menunjukkan bahwa mayoritas diameter nanopartikel individu adalah <50 nm (Gambar a).
a
Untuk mengukur aktivitas antimikroba terhadap P. acnes, langkahnya dengan menginkubasi bakteri pada media dengan penambahan berbagai dosis nanopartikel kitosan-alginat, serta dengan kontrol kitosan dan kontrol alginat selama 4 jam. Selanjutnya, bakteri itu ditentukan jumlahnya dengan uji colony-forming unit (CFU).
Berbagai konsentrasi (1,0,5,0,2, dan 0,1%) dari NP kitosan – alginat diinkubasi dengan Propionibacterium acnes selama 4 jam dan diuji untuk aktivitas antimikroba
menggunakan colony forming unit (CFU) (rata-rata CFU per ml) dan dibandingkan dengan kitosan dan alginat sebagai kontrol. Data ini berasal dari delapan percobaan independen ± SEM (P-value: †≤0.005, ‡≤0.001).
aktivitas antimikroba terhadap P. acnes, dan bahwa aktivitas antimikroba dari nanopartikel adalah karena kitosan dan bukan alginat (Friedman, et al., 2012) enkapsulasi dengan nanopartikel bisa menjadi salah satu pendekatan untuk meningkatkan efikasi dengan mengurangi efek samping terkait dengan aplikasi topikal dan akhirnya meningkatkan kepatuhan pasien.
Aktivitas Antiinflamasi pada Nanopartikel Kitosan-Alginat
Kitosan telah terbukti memiliki berbagai sifat anti-inflamasi, pada penelitian diselidiki apakah inflammatory cytokines dan chemokines diinduksi oleh P. acnes dapat dimodulasi dengan adanya nanopartikel alginat-kitosan. Monosit manusia diisolasi dari darah perifer dan sel dirangsang dengan P. acnes dengan adanya berbagai konsentrasi nanopartikel kitosan-alginat.
Seperti ditunjukkan dalam Gambar 3a, P. acnes menginduksi sitokin IL-12p40, yang
terinduksi P. Acnes, sehingga jika tidak terinduksi maka tidak terjadi toksisitas. Semakin besar % untreated cell, toksisitasnya semakin kecil.Nanopartikel kitosan-alginat tidak memiliki efek toksik pada monosit manusia seperti yang ditunjukkan dalam uji MTT (Gambar 3b), sedangkan natrium kromat, kontrol positif, memiliki efek sitotoksik yang signifikan pada monosit manusia. Di sisi lain, ada toksisitas ringan pada sel HaCaT pada konsentrasi yang lebih tinggi dari nanopaertikel; namun, bila dibandingkan dengan
konsentrasi subklinis dari benzoil peroksida (BP), dampak ini tidak signifikan (Gambar 3d). Oleh karena itu, data menunjukkan bahwa nanopartikel kitosan-alginat dapat menghambat P. acnes yang disebabkan produksi sitokin dalam monosit manusia dan keratinosit, dan ini bukan hanya karena pelepasan sitokin akibat kematian sel (Friedman, et al., 2012).
Dari penelitian tesebut menunjukkan bahwa nanopartikel kitosan-alginat memiliki sifat, baik sebagai antimikroba dan anti-inflamasi, selain itu juga menunjukkan bahwa nanopartikel kitosan-alginat memiliki potensi sebagai topikal antimikroba untuk pengobatan acne vulgaris serta infeksi kulit lainnya dan kondisi inflamasi. Bahkan lebih penting lagi, kombinasi aktivitas antimikroba antara kitosan dan BP (benzoil peroksida) membatasi risiko munculnya spesies yang resisten. Selain itu pada penelitian menunjukkan bahwa kitosan-alginat nanopartikel enkapsulasi, menawarkan peningkatan antimikroba dan anti-inflamasi serta pelepasan terkontrol yang menjanjikan, termasuk regimen delivery multidrug untuk memerangi mikroba yang resisten dan pada keadaan peradangan (Friedman, et al., 2012).
H. NANOPARTIKEL SEBAGAI PELEMBAB KOSMETIK
Solid lipid nanoparticles(SLN) dikembangkanpada awal90-ansebagai alternatif untukemulsi, liposomdan nanopartikelpolimer. Selain itu, generasi
barunanopartikellipiddikembangkanmenggunakancampuranlipidpadatdenganlipidcair(minyak ), yangtetap solidpada suhu tubuh. Sistem inidisebutnanostructured lipid carriers (NLC) danmengatasi keterbatasanSLN, sepertipengeluaranobatselama penyimpanan (Estanqueiro, et all, 2014)
KeduanyaNLC danSLNmemiliki karakteristikmenguntungkanuntuk aplikasikulit, sepertitoleransiyang baikdankontak dekatdenganstratum korneumyang memungkinkan peningkatan hidrasi kulit. Selain itu, juga meungkinkanpeningkatanstabilitaskimiabeberapa senyawaterhadap oksidasiatauhidrolisis(Estanqueiro, et all, 2014)
Dispers inanopartikeladalah sistemyang menjanjikanuntuk aplikasikulit. Namun, dispersitersebutperlu dimasukkandalam sistemyang sesuaiuntuk aplikasikulit,
epertiformulasisemisolid(Estanqueiro, et all, 2014)
SLNdiproduksidengan menggantilipidcairan(minyak) dariemulsiO/Wolehlipidpadat ataucampuranlipidpadat, yaitumatrikspartikellipidyangpadatdi keduaruangdansuhu tubuh. SLNdapatdibentukoleh0,1persen menjadi30persendarilipidpadatterdispersi dalamdispersi berairdengansurfaktan(0,5 sampai 5 persen(W /W)). Ukuranpartikel
Keuntunganyang jelasdariSLNadalah kenyataan bahwamatrikslipidterbuat darilipidfisiologisyang menurunkanbahayatoksisitas akutdan kronis. Namun demikian, beberapa masalahjuga terjaditermasukpemuatanobatrendahdan pengeluaranobatdari pembawaselama waktupenyimpanankarenatransformasipolimorfikselamamasa simpandari sistem tersebut. Masalah-masalah initimbul darikomposisilipidpadat,
yangumumnyalipidmurni dan/ataucampuranlipidpadat. Setelahproduksi,
partikellipidmengkristaldalam bentukpolimorfikmetastabilenergitinggi(α atau ) (stabilitas termodinamikayaiturendah). Sehubungan denganaspektermodinamika, sistemberubah menjadisistem yang lebihstabilmengurangienergi bebasdankarena itumenunjukkanordeyang tinggi( ). Hal ini menyebabkanberkurangnyaketidaksempurnaandalam kisi kristaldarilipid. Fenomena ini terjadilebih cepatdalam kasuslipidmurnidibandingkan denganlipid campuran. Ketikaini terjadi, molekul obatdapatdikeluarkan daripembawa, yangmengarah
kepelepasanyang tidak terkendalidanpenurunanstabilitaskimiamolekultersebut. Oleh karena itu, untuk mengurangitingkatpengaturanmatrikslipiddiSLN, sertauntuk
meningkatkanpemuatanobat, NanoLipidCarriers(NLC) telah
dikembangkandandilaporkansebagaigenerasi keduadarinanopartikellipid(Estanqueiro, et all, 2014).
NLCdikembangkanuntuk mengatasikelemahanSLN,
berdasarkanpembuatanmatrikslipidpadatkurangdipesan, yangmemungkinkan,menggunakan campuranlipidcair dan padat. NLCdisebutgenerasi keduananopartikellipid(Estanqueiro, et all, 2014).
Gambar3.Ilustrasistrukturkristalsempurna dariSLNdanstrukturyang tidak sempurnadariNLC(Estanqueiro, et all, 2014)
MEKANISME PERMEASI KULIT NANOPARTIKEL LIPID Nanopartikel SLN danNLC menunjukkansifatlekat,
oklusidanefekhidrasikulitketikadipakaipadakulitsecara topical. SLN dan NLC
menunjukkandayalekatpadakulitdalambentukmonolayer ketikaukuranpartikelkurangdari 200 nm.Lapisan monolayer tersebutberifathidrofobik,
dalamdarikulit.Efekoklusinanopartikelinitergantungpada volume sampel, ukuranpartikel, kristalinitasdankonsentrasi lipid (Desai,2010)
Menurut Shiva Golmohammadzadeh, et all (2012), perbandinganantara SLN jenisGliserilmonostearat (GMS) untukmelindungi UV, Precirol® (P) dansetilpalmitat (CP) sebagaisistempembawapelembabdantabirsuryamenunjukkanbahwa SLN-CP
secarasignifikanmeningkatkanhidrasikulitdanperlindungan UV, dibandingkandengan SLN-GMS dan SLN-P. haltersebutmenunjukkanbahwaukuran SLN, indekskristalinitas lipid padat di SLN danmungkinmekanisme lain
selainfaktoroklusifdapatmempengaruhihidrasikulitdanindeksperlindungan UV.
Sebuahpenelitian yang dilakukanolehÜner, dkk., (2005)
bertujuanuntukmenginvestigasipotensimelembabkandari (6-Palmitoyl-L-ascorbic acid) (AP) di SLN dan NLC (nanostructured lipid carriers)
uangdiinkorporasikedalamhidrogelsebagaisistempenghantarankoloidal,
danuntukperbandinganmenggunakannanoemulsi yang diinkorporasikankehidrogel. (6-Palmitoyl-L-ascorbic acid) (AP) yang merupakan ester
asamlemakdengansifatlipofilikadalahturunan vitamin C (L-ascorbic
acid).Inimerupakanantioksidan yang melawanreactive oxygen species (ROS) yang
dapatmenyebabkankerusakanseldanmembahayakanintegritasjaringan.Senyawainimemperlihat kanaktivitaspemungutanradikalbebas, efekpenghambatanmelanogenesisdansifat anti penuaan (Austria, dkk., 1997; Gallarate, dkk., 1999).Padamolekulturunanasamaskorbatinidenganefek yang diinginkansebagaiantioksidankulit yang baik, bagian ester asamlemakberlokasi di posisi 6 dan ester inorganik di posisi 2, melibatkansistemenediol (Reynolds,
1996).Sifatstrukturalinimeningkatkanpenetrasikulitdanmenjanjikanberagamkeuntunganuntuk data, plasebo SLN dan NLC tidakberbedapadahidrasikulit (p > 0,05) yang
mengindikasikanefekoklusif, tetapiperbedaan yang signifikanterlihatjelasketikananoemulsi (NE) dibandingkandengankeduanya (p < 0,001). Partikelkecildari SLN dan NLC
mempengaruhiluaspermukaan yang
spesifisitasnyatinggidanbegitujugadengansifatadhesifolehoklusifitaskarenapembentukanlapisa n film setelahdigunakan di kulit.Pembentukanlapisankulitmencegahevaporasi air
darikulitdanpenetrasi API menujukulitmanusiajugadipengaruhidandiperbaiki.Ukuranpartikel yang kecildari SLN dan NLC padarentangukurannanopartikelmenyebabkanketerikatanpada stratum corneum, perlahanmeningkatkanpenetrasi AP kemenujukulit yang
viable.Oklusivitasdaridispersi SLN dan NLC tidakhanyaberkorelasipadaukuranpartikel, tetapijugadengankonsentrasi lipid danderajarkristalindarimatriks lipid.Bentukpadat SLN dan NLC, danbentukcairdarifasedalam NE
danditemukanbahwarekristalisasilebihtinggi di SLN dibandingkan NLC.Data tersebutdapatdilihat di tabel 1.Semua data
inimemperlihatkanbahwaoklusivitasdarinanopartikel lipid berkorelasidengankonsentrasi lipid danderajatkristalisasi (Jenning, dkk., 2000; Wissing, dkk., 2002).
Gambar 1: a, b, c: Perubahanpersentase di nilai ra
diinkorporasikehidrogelpadapercobaanjangkap anjang. Nilai rata-rata
